В ходе изучения рабочего процесса молотковой дробилки было выявлено, что в дробильной камере воздушно-продуктовая смесь движется по поверхности решета и деки рыхлым слоем со скоростью, равной половине скорости молотков, причем скорость этого слоя у поверхности сита и деки 18–22 % от окружной скорости молотков [1, 2]. Радиальная и осевая составляющие во много раз меньше окружной скорости, поэтому ими можно пренебречь [4].
В процессе движения частицы диаметром dcp (рис. 1) на нее будут действовать силы: RT — сила тяжести, направленная вертикально вниз; RA — сила аэродинамического потока; RЦ — центробежная сила; RС — сила лобового сопротивления; RВ — толкающая сила со стороны воздушно-продуктового слоя. Результирующая всех сил R запишется в виде:
Так как сила тяжести RT очень мала по сравнению с другими силами, то ей можно пренебречь.
где m — масса частицы;
kп — коэффициент парусности;
Vв — скорость воздушного потока в отверстии решета.
где r — радиус кривизны решета;
V — окружная скорость частицы.
Так как движение частицы по поверхности решета равномерное, то
Выразив массу частицы m через ее плотность ρ и диаметр dcp, получим:
Рассматривая прохождение частицы 1 через отверстие решета с радиусом кривизны r (рис. 2) в сечении, совпадающем с плоскостью вращения ротора, пограничным условием прохождения частицы 1 диаметром dср возле кромки А примем положение, при котором траектория движения ее центра масс будет направлена на кромку B (частица 2).
Запишем неравенство, при соблюдении которого произойдет эвакуация частицы:
где y — координата движения центра тяжести частицы 1.
где АВ — продольный размер отверстия решета.
Для нахождения уравнения движения центра тяжести y воспользуемся системой уравнений:
где h — начальная координата центра тяжести частицы 1.